CN216514936U - 一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，该结构自上而下依次包括沥青面层、钢渣沥青砂浆阻裂层、无裂缝水泥稳定碎石基层、无裂缝水泥稳定碎石底基层和路基。该无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构具有优点如下：(1)采用水泥稳定抗裂基层能够避免基层开裂，减少沥青面层裂缝产生；(2)钢渣沥青砂浆阻裂层有助于提高结构层的抗疲劳性能，阻止基层裂缝向沥青层表面发展；(3)利用钢渣作为细集料，随服役时间水化反应继续进行，可以提高钢渣沥青砂浆阻裂层抗水损能力，延长沥青路面使用性能和延长使用寿命。

Description

一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构

技术领域

本实用新型涉及一种路面结构，特别是涉及一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构。

背景技术

我国高等级公路建设初期的经济基础薄弱，因此省干线公路普遍使用经济效益较好的半刚性基层沥青路面结构类型。而水泥稳定碎石材料作为一种以一定级配碎石为骨料，结合胶凝材料和一定量的灰浆体积来填充其空隙，经拌和、压实和养生后形成的具有一定力学强度和密实度的混合料，以其强度高、整体性好、承载能力大、抗冲刷能力强的优点，在我国各级道路，特别是高等级道路中得到了广泛应用。

然而随着工程实践深入，逐渐发现水泥稳定碎石基层的开裂现象比较普遍。水泥剂量的增加提高了基层的强度，但也明显对抗温缩和干缩能力产生了不利影响，在强度形成的初期和使用过程中都易产生干缩裂缝和温缩裂缝。铺筑沥青面层后，在车辆荷载和温度、湿度条件的循环作用下，水泥稳定碎石基层产生的温缩和干缩裂缝很容易扩展到沥青面层形成反射裂缝。这些反射裂缝不仅影响了路面的美观和行车舒适性，更严重地是贯通的反射裂缝方便雨水进入沥青面层和基层乃至路基，从而使基层软化膨胀，路面的使用寿命大大缩短。

对水泥稳定碎石收缩裂缝的防治，许多专家学者进行了不懈的研究，如在水泥稳定碎石材料中掺加膨胀剂、采用“预锯缝+土工布”防裂措施、加铺土工格栅、改善碎石级配、控制水泥的用量、加强水泥稳定碎石的养护等。上述措施对水泥稳定碎石基层裂缝的防治起到了一定的作用，然而在经济性、施工简易性以及根治裂缝方面仍存在着不足之处。

2019112269844公开了一种水泥稳定抗裂基层新建路面结构，所述路面结构从上到下依次包括沥青混凝土上面层、沥青混凝土下面层、水泥稳定抗裂基层和水泥稳定类底基层；所述水泥稳定抗裂基层材料为抗裂水泥稳定碎石混合料，主要成分是水泥、大颗粒碎石和小尺寸集料，该发明采用路拌施工，容易受到现场材料不均匀性影响，造成施工不均匀，影响路面结构性能发挥。

2020100651258公开了一种抗裂路基路面结构，路面结构自上而下依次为沥青混合料磨耗层+土工格栅；路基结构上层为土工格室固化土，下层为至少一层的土工格室素土与压实素土互层，其下为经过平整压实达到规范要求的路床，该发明仅仅考虑路基抗裂的防治，而对沥青路面开裂影响最大的基层未加处理，因此难以达到预期的抗裂目标。

实用新型内容

为解决半刚性基层沥青路面存在的问题，本实用新型旨在提供一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，避免反射裂缝的出现，有助于减少路面病害，延长路面的使用寿命。

本实用新型提供一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，由上至下依次布置沥青面层、基层、底基层和路基，其特征在于：所述沥青面层与无裂缝水泥稳定碎石基层之间设置钢渣沥青砂浆阻裂层；所述基层为无裂缝水泥稳定碎石基层，底基层为无裂缝水泥稳定碎石底基层，所述钢渣沥青砂浆阻裂层厚度为10mm～25mm，弹性模量为400～800MPa，所述无裂缝水泥稳定碎石基层为180～480mm，所述无裂缝水泥稳定碎石底基层为140～220mm。

作为本实用新型进一步改进，所述钢渣沥青砂浆弹性模量为400～800MPa，采用连续密实型钢渣沥青混合料，空隙率不大于3.5％，15℃基准断裂能不小于6J，-10℃抗弯拉强度不小于8MPa。

作为本实用新型进一步改进，所述无裂缝水泥稳定碎石基层采用掺有混合料质量0.2％～0.3％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石，水泥用量为3.5％～5％，7d无侧限抗压强度不小于4MPa，干缩抗裂系数不小于0.03。

作为本实用新型进一步改进，所述无裂缝水泥稳定碎石底基层采用掺有混合料质量0.1％～0.2％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石，水泥用量为3％～4.5％，7d无侧限抗压强度不小于3MPa，干缩抗裂系数不小于0.02。

本实用新型提供一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

采用上述的无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，无裂缝水泥稳定碎石基层与底基层弯拉强度大，可以很好地分散应力，使得沥青面层具有更好的耐久性能；抗裂粉加入水泥稳定碎石混合料中，可以在材料强度形成过程中，有效预防微裂缝的产生，同时增强水泥浆体与集料的结合强度，增强水泥稳定碎石混合料的力学性能。钢渣沥青砂浆阻裂层采用多孔钢渣为集料，可吸附更多的沥青，提升了混合料的内聚力与黏附力，最佳沥青用量的增加使其具有良好的抗疲劳与抗开裂能力，有利于分散裂缝尖端处的集中应力，能够有效防范并降低沥青面层产生裂缝的可能。同时，钢渣沥青砂浆阻裂层具有良好的自封闭性和低空隙率，隔断地表水侵蚀裂缝，减少水对基层性能劣化的影响。并且，随服役时间水化反应继续进行，可以进一步提高钢渣沥青砂浆阻裂层抗水损能力。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述或其他方面的优点将变得更清楚和容易理解。这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为本实用新型的无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构的一种示意图：

附图中，各标号所代表的铺装结构组成部分如下：1、沥青面层，101、沥青上面层，103、沥青下面层，2、钢渣沥青砂浆阻裂层，3、无裂缝水泥稳定碎石基层，4、无裂缝水泥稳定碎石底基层，5、路基。

图2为本实用新型一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构的另一种示意图：

附图中，各标号所代表的铺装结构组成部分如下：1、沥青面层，101、沥青上面层，102、沥青中面层，103、沥青下面层，2、钢渣沥青砂浆阻裂层，3、无裂缝水泥稳定碎石基层，4、无裂缝水泥稳定碎石底基层，5、路基。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构自上而下包括沥青面层1、钢渣沥青砂浆阻裂层2、无裂缝水泥稳定碎石基层3、无裂缝水泥稳定碎石底基层4和路基5，所述沥青面层1自上而下包括沥青上面层101和下面层103；所述沥青上面层厚度为30～60mm，所述沥青下面层厚度为80mm，所述无裂缝水泥稳定碎石基层厚度为180mm，所述无裂缝水泥稳定碎石底基层厚度为180mm。

进一步的，所述沥青上面层101由SBS改性沥青混合料铺筑而成，采用SMA-13级配；所述沥青下面层103也由SBS改性沥青沥青混合料铺筑而成，采用AC-20级配。

进一步的，所述钢渣沥青砂浆阻裂层厚度为15mm，弹性模量500MPa，采用悬浮密实型钢渣沥青混合料，钢渣集料最大公称粒径为5mm，所述悬浮密实型钢渣沥青混合料的技术指标如下：

技术指标	单位	数值
			空隙率	％	2
稳定度	kN	9.5
			流值	mm	5.4
浸水马歇尔残留稳定度	％	90
			冻融劈裂残留强度比	％	85
渗水系数	ml/min	12
			15℃基准断裂能	J	6.4
-10℃抗弯拉强度	MPa	11.2

进一步的，所述无裂缝水泥稳定碎石基层3是由掺加有0.25％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石材料铺筑而成，所述材料7d无侧限抗压强度4.5MPa，集料最大公称粒径26.5mm，干缩抗裂系数不小于0.032；所述无裂缝水泥稳定碎石底基层4是由掺加有0.2％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石材料铺筑而成，所述材料7d无侧限抗压强度4MPa，集料最大公称粒径31.5mm，干缩抗裂系数不小于0.025。

实施例2

如图2所示，本实用新型所述的无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构自上而下包括沥青面层1、钢渣沥青砂浆阻裂层2、无裂缝连续配筋混凝土基层3和路基4，所述沥青面层1自上而下包括沥青上面层101、中面层102和下面层103；所述沥青上面层厚度为40mm，所述沥青中面层厚度为60mm，所述沥青下面层厚度为80mm；所述无裂缝连续配筋混凝土基层厚度为320mm，分两层摊铺；所述无裂缝水泥稳定碎石底基层厚度为160mm；所述路基为土基，土基的回弹模量不小于30MPa。

进一步的，所述沥青上面层101由SBS改性沥青混合料铺筑而成，采用SMA-13级配；所述沥青中面层102由SBS改性沥青混合料铺筑而成，采用Superpave级配，集料最大公称粒径为19mm；所述沥青下面层103由普通沥青混合料铺筑而成，采用Superpave级配，集料最大公称粒径为26.5mm。

进一步的，所述钢渣沥青砂浆阻裂层厚度为15mm，弹性模量600MPa，采用悬浮密实型钢渣沥青混合料，钢渣集料最大公称粒径为5mm，所述悬浮密实型钢渣沥青混合料的技术指标如下：

技术指标	单位	数值
			空隙率	％	2
稳定度	kN	11.2
			流值	mm	6.2
浸水马歇尔残留稳定度	％	90
			冻融劈裂残留强度比	％	85
渗水系数	ml/min	10
			15℃基准断裂能	J	7.2
-10℃抗弯拉强度	MPa	10.5

进一步的，所述无裂缝水泥稳定碎石基层3是由掺加有0.3％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石材料铺筑而成，分两层摊铺；所述材料7d无侧限抗压强度5MPa，集料最大公称粒径26.5mm，干缩抗裂系数为0.035；所述无裂缝水泥稳定碎石底基层4是由掺加有0.2％抗裂粉的无裂缝水泥稳定碎石材料铺筑而成，所述材料7d无侧限抗压强度4MPa，集料最大公称粒径31.5mm，干缩抗裂系数不小于0.02。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施个例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而是依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍然属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，由上至下依次布置沥青面层、基层、底基层和路基，其特征在于：所述沥青面层与无裂缝水泥稳定碎石基层之间设置钢渣沥青砂浆阻裂层；所述基层为无裂缝水泥稳定碎石基层，底基层为无裂缝水泥稳定碎石底基层，所述钢渣沥青砂浆阻裂层厚度为10mm~25mm，弹性模量为400~800MPa，所述无裂缝水泥稳定碎石基层为180~480mm，所述无裂缝水泥稳定碎石底基层为140~220mm。

2.根据权利要求1所述的一种无裂缝水泥稳定碎石基层沥青路面结构，其特征在于：所述钢渣沥青砂浆阻裂层采用连续密实型钢渣沥青混合料，空隙率不大于3.5%，15℃基准断裂能不小于6J，-10℃抗弯拉强度不小于8MPa。

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